Kvantový simulátor spoločnosti Google generuje Subatomic Hofstadter's Butterfly

Hneď, keď ste si mysleli, že kvantové simulátory môžu len číhať čísla, hodia na drogový koberec a začnú robiť tapisérie.

Tento psychedelický obraz nie je len niečo, čo sa dá pozerať na pár bongových ripov. Nazýva sa motýľ Hofstadter a je to vlastne mapa toho, ako sa elektróny správajú v silnom magnetickom poli. Každé rozdelenie a posun týchto subatomárnych častíc je krásne vykreslené fotónmi vnútri kvantového čipu spoločnosti Google.

Motýľ Hofstadter bol objavený v roku 1976 a vždy nebol ničím iným ako poučeným odhadom, ako elektróny odchádzajú a prúdia vnútri magnetického poľa. S týmto spoločným výskumným úsilím spoločnosti Google a vedcov z univerzít v Kalifornii, Singapure a Grécku zverejnili vo štvrtok v roku 2006. T veda, teraz máme oveľa lepšiu predstavu o tom, ako tento jav vyzerá.

Toto všetko umožnili kvantové simulátory, ktoré sú špeciálnymi kvantovými počítačmi. Nemôžu to vyriešiť akýkoľvek problém ako stále teoretické kvantové počítače, ale môžu byť použité na riešenie špecifických problémov.

Problémom tu bolo, že konvenčné počítače nemohli presne mapovať častice, ktoré sú nepredstaviteľne malé. Kvantový simulátor Google beží na fotonových qubitoch namiesto binárnych bitov. Tieto qubity sú tiež subatomárne častice, ktoré im umožňujú vytvoriť detailnejší obraz motýľa Hofstadter, ako boli doteraz známe.

„Naša metóda je ako zasiahnuť zvon. Zvuk, ktorý vytvára, je superpozíciou všetkých základných harmonických, “vysvetľuje vo svojom vyhlásení výskumník Dimitris Angelakis z Centra pre kvantové technológie v Grécku. „Tým, že ho niekoľkokrát zasiahnete do rôznych polôh a počúvate melódiu dosť dlho, môžete vyriešiť skryté harmonické. Robíme to isté s kvantovým čipom, zasiahneme ho fotónmi a potom sledujeme jeho vývoj v čase. “

Výsledky tohto výskumu nielenže vytvorili dank motýľa, ale tiež ukazujú, ako môžu byť kvantové simulátory použité na vizualizáciu prirodzene sa vyskytujúcich javov vo svete okolo nás. Podobne ako to, čo vidíme, je aj videnie často chápané. Byť schopný jasne si predstaviť nekonečne malé častice a sily, ktoré tvoria svet, môže viesť k lepšiemu pochopeniu toho, ako pracujú a vzájomne pôsobia.